JP6680424B1 - ガラス - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながらFOWLPの製造工程には高温条件の工程があり、熱により基板に反りが生じることがある。特に加工基板内で半導体チップの割合が少なく封止材の割合が多い場合、積層体全体の剛性が低下して、加工処理時に加工基板が反り易くなる。
これ対してFOWLP用の支持ガラス基板として、ヤング率を向上させて積層体の反りを低減させる技術(特許文献2)が知られているが、ヤング率は80〜90GPa程度であるため、より要求性能が高まる現在の市場要求に対して十分なレベルではない。
他方、ヤング率100GPaを超える高ヤング率なガラス自体が公知(特許文献3)であるが、このガラスは失透粘度の観点から結晶を析出させずに板成形を行うことが困難であり、工業的な連続生産に向いていない。
SiO2:30.0〜50.0%、
B2O3:10.0〜30.0%、
Al2O3:10.0〜30.0%、
Y2O3:3.0〜17.0%、
Gd2O3:3.5〜17.0%、
(Gd2O3+Y2O3):16.0〜22.0%、
を含有し、かつ、
(Gd2O3/Y2O3):0.15〜7.0である。
[ガラス成分]
本実施形態のガラス10は、必須成分と任意成分の組み合わせからなる。必須成分は本ガラスに必須に含有されるものであり性能の主要な機能を与える。任意成分は必要に応じて使用される。本明細書において特段の記載がない場合、ガラス成分の%は酸化物基準でのモル%を意味する。数値範囲は四捨五入した範囲を含む。
<SiO2>
SiO2はガラスに強度とクラック耐性を付与し、ガラスの安定性および化学的耐久性を向上させる成分である。本実施形態のガラス10において、SiO2の含有量は、30.0%〜50.0%であり、好ましくは35.0%〜45.0%である。この範囲にあることで高ヤング率と高失透粘度を両立できる。ここでの30.0%〜50.0%とは、ガラスの全量のモル%を100%とした場合に、30.0%以上50.0%以下であることを指し、以降でも同様である。
B2O3はガラスの失透を抑制し、ガラスの強度やクラック耐性などの機械的特性を向上させる成分である。本実施形態のガラス10において、B2O3の含有量は、10.0%〜30.0%であり、好ましくは15.0%〜25.0%である。この範囲にあることでヤング率への影響を抑えつつ、失透粘度を大幅に上げることができる。
Al2O3はヤング率を高める成分である。本実施形態のガラス10において、Al2O3の含有量は、10.0%〜30.0%であり、15.0%〜25.0%が好ましい。この範囲にあることで失透粘度への影響を抑えつつ、ヤング率を大幅に上げることができる。
Y2O3はヤング率を高める成分である。本実施形態のガラス10において、Y2O3の含有量は、3.0%〜17.0%であり、好ましくは9.0%〜14.0%である。この範囲にあることで、高ヤング率と高失透粘度を両立できる。
Gd2O3はヤング率を高める成分である。本実施形態のガラス10において、Gd2O3の含有量は、3.5%〜17.0%であり、好ましくは6.0%〜11.0%である。この範囲にあることで高ヤング率と高失透粘度を両立できる。
本実施形態のガラス10において、(Gd2O3+Y2O3)及び(Gd2O3/Y2O3)の値が、高ヤング率と高失透粘度を両立する上で重要な要素である。(Gd2O3+Y2O3)とは、本実施形態のガラス10において、Gd2O3とY2O3との合計含有量である。(Gd2O3/Y2O3)とは、本実施形態のガラス10において、Y2O3の含有量に対するGd2O3の含有量の比率である。
本実施形態のガラス10において、(Gd2O3+Y2O3)の含有量は、16.0%〜22.0%であり、好ましくは19.0%〜21.0%である。
本実施形態のガラス10において、(Gd2O3/Y2O3)の範囲は、0.15〜7.0であり、好ましくは0.5〜2.0である。
これらの範囲にあることで、高ヤング率と高失透粘度を両立できる。
本実施形態のガラス10においては、通常、ガラスの製造に使用される微量成分や添加剤を本願発明の効果を損なわない範囲で使用してもよい。例えば、公知の清澄剤を使用してもよい。
本実施形態のガラス10は、酸化物基準のモル%で以下の化合物を含有する。
SiO2:30.0〜50.0%、
B2O3:10.0〜30.0%、
Al2O3:10.0〜30.0%、
Y2O3:3.0〜17.0%、
Gd2O3:3.5〜17.0%、
(Gd2O3+Y2O3):16.0〜22.0%。
さらに、本実施形態のガラス10は、
(Gd2O3/Y2O3):0.15〜7.0
となる。
本実施形態のガラス10は、好ましくは、酸化物基準のモル%で以下の化合物を含有する。
SiO2:35.0〜45.0%、
B2O3:15.0〜25.0%、
Al2O3:15.0〜25.0%、
Y2O3:9.0〜14.0%、
Gd2O3:6.0〜11.0%。
本実施形態のガラス10は、特に好ましくは、酸化物基準のモル%で以下の化合物を含有する。
SiO2:35.0〜45.0%、
B2O3:15.0〜25.0%、
Al2O3:15.0〜25.0%、
Y2O3:9.0〜14.0%、
Gd2O3:6.0〜11.0%、
(Gd2O3+Y2O3):19.0〜21.0%。
本実施形態のガラス10は、特に好ましくは、
(Gd2O3/Y2O3):0.5〜2.0
となる。
また、本実施形態のガラス10は、酸化物基準のモル%で、ガラス組成が95.0%≦(SiO2+B2O3+Al2O3+Y2O3+Gd2O3)≦100.0%の範囲にあることが好ましく、更に好ましくは99.5%≦(SiO2+B2O3+Al2O3+Y2O3+Gd2O3)≦100.0%、特に好ましくは(SiO2+B2O3+Al2O3+Y2O3+Gd2O3)=100.0%となる。ただし、製造上回避不能な不純物、すなわち不可避的不純物を含むことは、許容される。
本実施形態のガラス10は、化合物がこれらの範囲にあることで高ヤング率と高失透粘度を両立できる。
本実施形態のガラス10のヤング率(E)は、110GPa≦Eであることが好ましく、特に115GPa≦Eであることが好ましい。この範囲にあることで、本実施形態のガラスを支持基板として使用した時の積層体の反りをより低減できる。
本実施形態のガラス10の失透粘度(logη)は、1.96≦logηであることが好ましく、更に2.00≦logηであることが好ましく、特に2.10≦logηであることが好ましい。この範囲にあることで、ガラス製造時における失透を起こりにくくし、ガラス製造が容易になる。
本実施形態のガラス10の製造方法は特に限定されず、既存の板ガラス製造方法を使用することができる。例えばフロート法、フュージョン法及びロールアウト法等、公知の手法を用いることができる。
本実施形態のガラス10は、反りが小さいことから支持ガラス基板として好適に使用できる。本実施形態のガラス10は、特に、半導体の支持基板、さらに詳しくはFOWLP製造における支持ガラス基板として好適である。本実施形態のガラス10は、剥離して再利用することも可能であり、より詳しくは、半導体製造工程において剥離可能な支持基板として用いられることが好ましい。
評価サンプルとして、表1に記載の組成の縦25mm、横25mm、厚み1.0mmのガラス板を準備した。
<測定方法>
[ヤング率(E)]
評価サンプルに対して、オリンパス社製超音波ヤング率測定装置38DLを用いて、ヤング率(E)の測定を行った。評価サンプルのヤング率(E)を以下の基準で判定し、丸及び三角を合格とした。
丸:115GPa≦E
三角:110GPa≦E<115GPa
バツ:E<110GPa
評価サンプルを1mm程度の大きさのカレットに粉砕して、カレット約5gを白金皿に乗せて、1500℃に設定した電気炉中で2時間保持して、溶解させた。その後、溶解させた温度(1500℃)よりも低温である設定温度に設定された電気炉に評価サンプルを移し、1時間保持した後の評価サンプルの結晶の有無を、光学顕微鏡で確認した。結晶が析出した条件における電気炉の設定温度の最高値を、失透温度とした。また、約300gの融体粘度を回転るつぼ法で求め、失透温度に相当する粘度η(dPa・s)から、失透粘度(logη)を算出した。評価サンプルの失透粘度(logη)を以下の基準で判定し、二重丸、丸、及び三角を合格とした。
二重丸:2.10≦logη
丸:2.00≦logη<2.10
三角:1.96≦logη<2.00
バツ:logη<1.96
表1に示す化学組成になるように混合したガラス原料を溶解させ、モールドに流し込み、固めてガラスインゴットを作成した。ガラスインゴッドのサイズは、縦×横×高さを、100mm×100mm×10mm、とした。
ガラスインゴットを、精密切断機でカットし、研磨装置で研磨剤として酸化セリウムを用いて両面研磨を行い、縦25mm、横25mm、厚み1.0mmの評価用サンプルを作成した。評価用サンプルに対して各種測定を行った。精密切断機は、STRUERS社製のACCUTOM−10を用い、研磨装置はEngis社製のEJ−380IEを用いた。両面研磨においては、1つの面につき10分間研磨した。評価結果を表1に示す。
表1に記載の条件に変更した以外は実施例1と同様に操作を行った。評価結果を表1に示す。
Claims (8)
- 酸化物基準のモル%表示で、
SiO2:30.0〜50.0%、
B2O3:10.0〜30.0%、
Al2O3:10.0〜30.0%、
Y2O3:3.0〜17.0%、
Gd2O3:3.5〜17.0%、
(Gd2O3+Y2O3):16.0〜22.0%、
を含有し、かつ、
(Gd2O3/Y2O3):0.15〜7.0
である、ガラス。 - 酸化物基準のモル%表示で、
SiO2:35.0〜45.0%、
B2O3:15.0〜25.0%、
Al2O3:15.0〜25.0%、
Y2O3:9.0〜14.0%、
Gd2O3:6.0〜11.0%、
を含有する、請求項1に記載のガラス。 - 酸化物基準のモル%表示で、
(Gd2O3+Y2O3):19.0〜21.0%であり、かつ、
(Gd2O3/Y2O3):0.5〜2.0
である、請求項1又は2に記載のガラス。 - 酸化物基準のモル%表示で、
95.0%≦(SiO2+B2O3+Al2O3+Y2O3+Gd2O3)≦100.0%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス。 - ヤング率が110GPa以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス。
- 失透粘度logηが1.95以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラス。
- 半導体の支持基板として用いられる、請求項1〜6のいずれか1項に記載のガラス。
- 半導体製造工程において剥離可能な支持基板として用いられる、請求項1〜6のいずれか1項に記載のガラス。
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